試析巖石礦物分析中微波能分解法的運用

吳 燕

（內(nèi)蒙古自治區(qū)第九地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，內(nèi)蒙古 錫林郭勒 026000）

巖石礦物分析是采礦工作開展的重要環(huán)節(jié)，其主要的作用是分析巖石礦物中的化學(xué)元素，并確定其含量的多少，可以說，如果沒有巖石礦物分析工作或者是該工作的整體質(zhì)量不高，整個采礦行業(yè)的成本消耗會明顯的增大，采礦的效率和質(zhì)量也會大受影響[1]。對我國當(dāng)前的采礦行業(yè)做調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)微波能分解法是采礦實踐中利用的一種比較突出的巖石礦物分析方法，該方法的整體利用相對簡單，且效果突出，所以在目前的實踐中的利用具有廣泛性[2]。

1 微波能分解試樣反應(yīng)原理

微波能分解法作為巖石礦物分析的一種重要方法，其利用有十分突出的價值。為了更好的利用該種方法，需要對微波能分解試樣的具體反應(yīng)原理做分析與討論。

從化學(xué)分析實踐來看，為了實現(xiàn)分解試樣在同一時間內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，需要在其中添加化學(xué)溶劑。這與傳統(tǒng)的加熱反應(yīng)方法相比存在著差異性。微波加熱作為一種更加快速和有效的加熱分解方式，產(chǎn)生這種反應(yīng)主要的原因是待分解試樣的微粒與溶劑之間存在著良好的接觸效果，這種效果實現(xiàn)了微波加熱的快速溶解[3]。所以在局部微粒上產(chǎn)生熱量的同時會是微粒發(fā)生劈裂，這樣，化學(xué)反應(yīng)的進行會更加的迅速。除此之外，加熱后的酸或者是水能夠與介店電微粒發(fā)生一定的反應(yīng)，該反應(yīng)會出現(xiàn)比較大的溫差，由此會有熱流通道產(chǎn)生。

2 微波能加熱過程中存在的問題

從目前的微波能加熱分解技術(shù)具體分析來看，雖然說其具有創(chuàng)新性和先進性，但是在實際的應(yīng)用中依然存在著一些問題，這些問題對該種技術(shù)方法的實際效果發(fā)揮產(chǎn)生了影響，所以需要做好問題的分析與討論。

從實踐研究來看，在化學(xué)分析的過程中，國際上很多抵用的微波加熱利用的都是市場營銷的微波爐（下圖），這種微波爐的價格比較低，購買也比較的方便。但是提供分析應(yīng)用的微波爐硬件低MDS-siD性微波熱壓裝置，在使用市面上微波爐的時候會發(fā)生酸霧腐蝕的情況。主要是因為在加熱的過程中，微波輻射會出現(xiàn)小幅度的泄露，而這種泄露會對工作人員的安全造成影響[4]。另外，就這種微波爐做分析，在爐內(nèi)腔材料選擇的時候，很多材料存在著性能等方面的缺失，比如材料存在著易腐蝕性，材料承受快速加熱的冷卻能力不足等。這些問題均是這種方法的具體利用實效發(fā)生了弱化。簡言之，微波能加熱分解技術(shù)的具體利用對微波爐有具體的要求，但是目前的微波爐要求未達到期望的標(biāo)準(zhǔn)，所以會出現(xiàn)各方面的問題。

圖1 微波加熱過程示意圖

3 微波能加熱過程的特點

對微波能加熱法做具體的利用分析發(fā)現(xiàn)其具有四個方面的突出特點：①其具有高頻高溫的特點。對微波能加熱的具體過程進行分析發(fā)現(xiàn)微波能在加熱的過程中物質(zhì)的內(nèi)部和外部會實現(xiàn)同步加熱，這會導(dǎo)致顱內(nèi)出現(xiàn)爐內(nèi)高溫震蕩現(xiàn)象，如此，其便有了高頻高溫的特點。②具有場強高溫的特點。此特點具體指的是在加熱的過程中，因電磁的影響，作業(yè)范圍內(nèi)會形成比較高的磁場。基于此特點，在進行此類型實驗的時候需要對周圍的環(huán)境做控制，這樣可以保證環(huán)境安全。另外，因為在加熱的過程中會有比較高的熱量產(chǎn)生，所以操作人員需要做好相應(yīng)的防護措施。

③具有穿透力強的特點。微波能在加熱的過程中物質(zhì)當(dāng)中的分子和原子的電荷會不斷的旋轉(zhuǎn)，這種旋轉(zhuǎn)會產(chǎn)生加熱現(xiàn)象。這對于要加熱的物質(zhì)來講，具有非常強的穿透效果。④可以改善勞動環(huán)境。這種加熱方式的操作更加的簡單方便，能夠?qū)嶒炇业墓ぷ鳝h(huán)境做極大的改變。相關(guān)技術(shù)人員利用此技術(shù)可以構(gòu)建更加安全的實驗環(huán)境。而且該技術(shù)利用對于實驗難度、強度和工作量降低有重要作用。

4 巖石礦物分析中微波能分解法的應(yīng)用

上文對微波能分解法的使用原理以及特點等做了具體的分析，目的在于明確對技術(shù)的了解。在巖石礦物中要做微波能分解法的具體利用，需要遵循以下的基本步驟。①將準(zhǔn)備好的試驗粉末倒入到聚碳酸醋杯當(dāng)中，之后加入定量的水和定量的氫氟酸。如果粉末的質(zhì)量為200mg，那么水和氫氟酸的量需要保證為5ml和2ml。在試劑加入后放置在硼硅玻璃瓶的真空干燥器當(dāng)中。②部分抽空盛有50ml水的小燒杯，將其放置在微波爐中后加熱3min，之后取出干燥器，在通風(fēng)柜中做酸霧排出。③在分解試樣的杯子中加入1g的硼酸，加熱10min中對殘渣進行過濾，對濾液進行稀釋，使其成為100ml，此時利用ICP-AES的方法可以測出試樣當(dāng)中的金屬元素。

從整個實驗的過程來看，微波能加熱分解法的整體操作比較的簡單，而且這種方法對于技術(shù)人員的學(xué)習(xí)和操作來講是非常便捷的，另外，其還能夠有效的提升分解的效率。需要注意的一點是在微波試樣的加熱過程中，加熱的過程中一定要控制好溫度，因為樣品加熱溫度過高或者是蒸干樣品，一些混發(fā)型元素會損失。

從實踐分析來看，不少礦泥以及濕試樣可以利用此種方法進行加熱，而傳統(tǒng)方法是做不到的。比如對試樣做烘干操作，利用微波干燥的方法在15min內(nèi)可以完成，但是其他的方法卻不能實現(xiàn)。在比如做20g碳酸鋇試樣，在105℃的電烘箱中進行干燥需要的時間是3小時，但是利用微波能干燥法僅僅需要15min。

5 結(jié)語

綜上所述，在巖石礦物的分析實踐中，利用先進的方法和技術(shù)提升試樣分析的效率，不僅能夠節(jié)省分析研究當(dāng)中的成本投入，而且可以有效的提高我國的礦山開采效率和質(zhì)量。微波加熱分解法作為一種全新的巖石礦物分析方法，具有突出的利用機制，所以文章對該方法的作用原理以及特點和問題進行了總結(jié)，并就該技術(shù)方法的實際利用進行討論與研究，這于技術(shù)的成熟化發(fā)展和現(xiàn)實性應(yīng)用起到了重要的作用，所以強調(diào)與之相關(guān)的問題研究討論必要性顯著。